幾種國外城市污水處理廠污泥干化技術及設備介紹
摘要:介紹了歐、美等發達國家的污泥干化設備,包括直接加熱轉鼓干化技術、間接加熱轉鼓干化技術、離心干化技術(即脫水干化一體機) 、間接式多盤干燥技術(珍珠工藝) 、流化床污泥干化技術等,分別闡述了各類干化設備的工作原理、工藝流程及各種干化設備的特點。
關鍵詞:污泥熱干化技術 干燥器 設備
1 污泥干化設備的分類
1.1 按熱介質和污泥接觸方式分
(1) 直接加熱式:將燃燒室產生的熱氣與污泥直接進行接觸混合,使污泥得以加熱,水分得以蒸發并最終得到干污泥產品,是對流干化技術的應用;
(2) 間接加熱式: 將燃燒爐產生的熱氣通過蒸氣、熱油介質傳遞,加熱器壁,從而使器壁另一側的濕污泥受熱、水分蒸發,是傳導干化技術的應用;
(3)“直接-間接”聯合式干化:即“對流2傳導”技術的結合。
1.2 按設備形式分
可分為轉鼓式、轉盤式、帶式、螺旋式、離心式干化機、噴淋式多效蒸發器、流化床、多重盤管式、薄膜式、漿板式等多種形式。
1.3 按干化設備進料方式和產品形態分
①干料返混系統:濕污泥在進料前先與一定比例的干泥混合,然后才進入干燥器,產品為球狀顆粒,是干化、造粒結合為一體的工藝; ②濕污泥直接進料,產品多為粉末狀。
2 工作原理和工藝流程
2.1 直接加熱轉鼓干化技術
自20 世紀40 年代以來,日本、歐洲和美國就采用直接加熱式轉鼓干燥器來干化污泥。目前主要有四家設備供應商: 澳大利亞的Andritz AG,美國的Bio Gro ,英國的Swiss Combi 和日本的Okawara 。除了Okawara 工藝之外,其余各廠家的工藝在干化前,均需用干物料與污泥混合形成含固率達60 %～70 %的小球狀物,這樣可產生在轉鼓里隨意轉動的小球顆粒;Okawara 公司生產的干燥器,則用轉鼓里的高速刮削刀刮泥餅,以形成隨意移動的產物。
最初所有轉鼓式干燥器都使用一次性通過空氣系統,能量利用效率低,且產生大量需要除臭的氣體。后來大部分供應商采用密閉循環式干燥器,節省了能源,減少了剩余空氣排放量。
圖1 是Andritz 開發的新一代密閉式、帶返料、直接加熱轉鼓式干化系統流程。脫水后的污泥從污泥漏斗進入混合器,按比例充分混合部分已經被干化的污泥, 使干濕混合污泥的含固率達60 %～70 % ,然后經螺旋輸送機運到三通道轉鼓式干燥器中。在轉鼓內與同一端進入的流速為112～113 m/ s ,溫度為700 ℃左右的熱氣流接觸混合集中加熱,經25 min 左右的處理,烘干后的污泥被帶計量裝置的螺旋輸送機送到分離器,在分離器中干燥器排出的濕熱氣體被收集進行熱力回用,帶污染的惡臭氣體則被送到生物過濾器處理以達到符合環保要求的排放標準;從分離器中排出的干污泥其顆粒度可以被控制,再經過篩選器將滿足要求的污泥顆粒送到貯藏倉等候處理。干化的污泥干度達92 %以上或更高。干化的污泥顆粒直徑可控制在1～4 mm ,這主要考慮了把干化的污泥用作肥料或園林綠化的可能性。細小的干化污泥被送到混合器中與濕污泥混合后,送入轉鼓式干燥器(可使用沼氣、天然氣或熱油等為燃料) 。分離器將干化的污泥和水汽進行分離,水汽幾乎攜帶了污泥干化時所耗用的全部熱量,需要充分回收利用。水汽要經過冷凝器(冷凝器冷卻水入口溫度為20 ℃,出口溫度為55 ℃) ,被冷卻的氣體送到生物過濾器中處理,完全達到排放標準后排放。
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